低温状态下的材料法向发射率测量

研究了在-60~50℃条件下准确测量材料法向发射率的方法。基于发射率定义建立了材料法向发射率测量模型。为屏蔽环境杂散辐射与大气吸收的影响,利用真空液氮背景通道搭建了低温状态下材料发射率测量装置。测量了氧化铜与高发射率陶瓷两种样品的法向发射率随温度、波长的变化情况。结果表明:两种样品的法向光谱发射率均随波长增加而降低;随温度的升高,氧化铜样品法向积分发射率稳定为0.850±0.012,陶瓷样品的法向积分发射率降低了0.124。最后,实现了低温状态下红外光谱辐射的高精度采集,对低温状态下材料法向光谱发射率测量结果的不确定度进行了评定,得到的结果显示其相对扩展不确定度小于6.0%。     

大型空间反射镜发射率测量及误差分析

为了准确测定空间相机主镜毛坯件的表面发射率以便定量分析相机热控效果,本文在分析热像仪测温原理的基础上,利用现有测量条件,提出一种利用两种已知发射率材料作为参考的发射率测量方法.根据测量试验,得到主镜表面发射率为0.565.为定量反映各因素对测量精度的影响,对测量公式进行了误差分析.分析结果表明,与被测件表面发射率接近的材料的热像仪测温误差及发射率标称误差对测量精度有较大影响,同时得到本次试验因热像仪测温误差及参考材料发射率标称误差带来的测量误差为±0.028.最后,结合相机热平衡试验的数据对测量结果进行了验证,结果表明测量得到的主反射镜的发射率基本反映了热平衡试验的主镜表面状态,证明本文的方法对主反射镜发射率的测量是适用有效的.     

金属切削刀具和工件的波段发射率标定

使用红外热像仪对切削加工中常见的工件材料碳钢和模具钢、常用的刀具材料硬质合金和涂层硬质合金在300～900 ℃进行表面发射率的标定,并考虑加热箱内环境热辐射对试样的作用,分析温度、表面结构、几何形状对试样表面发射率的影响。结果表明钢材表面发射率随温度升高而增大,但模具钢在较宽的温度范围内保持较小的表面发射率;试样表面平整性影响表面发射率;涂层刀具的表面发射率在比较宽的温度范围内一直稳定在相当低的值。     

乏燃料贮运容器辐射传热特性影响因素分析

为揭示乏燃料贮运容器的壁面辐射参数的影响规律,基于传导-对流-辐射的流固热耦合CFD模型,采用不同太阳暴晒条件、筒体外壁面发射率、内部格架壁面发射率和外部环境发射率,分析容器各部件最高温度、自然对流流速、外壁面辐射功率的变化规律。结果表明：CFD辐射传热功率与公式计算结果基本吻合,误差小于10%;筒体外壁面发射率的增加能使无太阳暴晒工况的容器各部位温度显著减小,但对太阳暴晒工况的作用不明显,发射率从0.30增加至0.80,前者计算的燃料包壳最高温度变化幅度是后者的3.51倍。内部壁面发射率对容器各部件温度分布影响较小,内部壁面发射率从0.22增加至0.90,燃料包壳温度仅降低约2℃;外部环境发射率对容器传热主导方式影响明显。本文可为乏燃料贮运容器辐射传热分析及结构选材提供技术指导。     

单吸收罩发射率测量补偿方法

针对表面辐射率的在线长时间测量问题,在前置探测罩的双罩发射率测量方法基础上,研究了一种单吸收罩测量发射率的方法.建立了探头的有效发射率模型,对吸收罩表面发射率和自身辐射能导致的误差进行了分析,归纳出误差参数及误差补偿方法.用实验数据拟合获得了误差参数并应用于测量方程,同时改进了探测罩外形设计,分析比较了误差补偿前后发射率偏差.该方法拓展了测量范围和温度适应范围,实现了发射率低至0.2,温度低至100℃的条件下的有效测量.     

基于方向发射率校正的红外测温补偿方法

红外热成像仪具有实时在线、非接触获取被测对象二维温度分布等优点,在钢铁、农业、电力电子等众多领域应用广泛。但是,红外测温结果容易受到干扰因素的影响。针对方向发射率变化引起的红外测温误差,本文提出了基于方向发射率校正的红外测温补偿方法。首先,基于红外测温原理,构建了针对方向发射率变化的红外测温补偿模型。其次,为确定补偿模型中的方向发射率,利用红外热像仪和激光扫描仪构建的三维热成像系统,提出了基于参考体的方向发射率校正方法。然后,通过多项式拟合确定方向发射率随视角变化的规律。实验结果表明所提红外测温补偿方法可以有效降低方向发射率变化造成的红外测温误差,经过补偿温度后,红外测温最大误差由9.64℃降低为2.97℃,标准差由3.57℃降低为0.71℃。     

高光谱热红外温度发射率分离的相关-小波法

针对高光谱数据热红外温度和发射率反演为病态方程且易受大气下行辐射噪声干扰的问题,提出了基于相关性和小波滤波相结合的高光谱热红外温度发射率分离方法,即相关-小波法。在相关性方法的基础上,引入小波降噪的思想,生成一系列温度梯度,在不同温度梯度下,带入大气下行辐射计算得到的发射率曲线和不考虑大气下行辐射直接小波滤波得到的发射率曲线计算相关性,取相关性最大时的温度为反演温度。同时在反演发射率时利用相关性计算不同尺度的小波信号所占的比例合成发射率曲线。模拟数据结果显示:相关-小波法在温度梯度为0.01K时,温度反演平均误差为0.05K,并且相关-小波法在温度反演精度和发射率反演精度上都优于相关性方法和小波法。由此表明,该算法可一定程度上抑制大气校正不准确引入的误差,有效提高热红外温度和发射率的反演精度。     

基于径向基函数网络多光谱辐射测温技术理论研究

在多光谱辐射测温技术中常需要假设光谱发射率及波长之间的数学模型。文中介绍了一种基于神经网络的多光谱辐射测温数据处理方法,代替了假设发射率模型的方法。利用径向基函数网络,可由网络的输出直接得到目标的真温和光谱发射率,并分析了各种测试情形对测结果的影响。计算机仿真结构表明此方法是一种比较好的获知真温与发射率的方法．     

端面滑动摩擦副接触界面波段发射率研究

为研究滑动摩擦过程中接触界面波段发射率的变化规律,设计并开展了一系列实验。以端面滑动摩擦副的接触界面为研究对象,在含二硫化钼的脂润滑条件下,开展定载荷、定转速实验,利用热像仪和自制装置测量了不同摩擦时间后的波段发射率,并根据发射率变化规律对红外测温仪测得的接触界面辐射亮温进行了修正。结果表明：测量装置能够较准确地实现摩擦接触界面波段发射率的测量;含有润滑脂和磨屑的接触界面发射率总体上在一定范围内波动,在摩擦过程中,具有先下降后上升的趋势;在稳定摩擦阶段,对辐射亮温的修正精度较高。     

多光谱测温法的实验研究——发射率模型的自动判别

在多光谱辐射温度计的数据处理中需要假设发射率与波长的数学模型,本文提出一种自动判别发射率与波长数学模型的新方法,并通过实验证明了此方法的确是一种解决目标真温及光谱发射率等测量问题行之有效的方法。     

内能源转管武器变射频技术研究

提出了活塞式内能源转管武器旋塞式射频变换的具体结构,该结构是通过调节导气孔最小横断面积来实现变射频的;建立了导气装置的结构参数对武器气室压力和射频影响的数值计算模型;给出了3组导气孔孔径值不同时所对应的气室压力和射频曲线,由3组导气孔孔径数据得到了高、中、低3个射频,为变射频结构设计提供了必要的理论支持。     

浅谈转管武器机械击发

转管武器击发方式分为机械击发和电击发.对美国的GAU-2B/A M134和俄罗斯的4管12.7 mm转管机枪的类型、结构、击发动作进行了详细介绍.美国GAU-2B/A M134机芯结构小巧紧凑,击发可靠性高;俄罗斯4管12.7 mm转管机枪考虑到击发迟发火的问题,增大了前直线段的长度,延长了闭锁时间.     

考虑耳轴间隙的自动炮射击过程动态响应分析

基于多体动力学理论建立了考虑耳轴轴承间隙非线性的某型步兵战车自动炮刚柔耦合发射动力学模型.应用ANSYS有限元分析软件建立了双炮身管结构有限元模型并结合自动炮射击过程中力学特性和约束特性分析建立了自动炮刚柔耦合发射动力学模型;应用有限单元法对耳轴轴承间隙非线性进行了参数辨识,并准确分析了自动炮射击过程中耳轴轴承间隙对炮口扰动的影响,分析结果表明基于有限单元法的间隙非线性参数辨识方法能准确描述含间隙耳轴轴承的接触特性,为分析自动炮射击精度提供了准确的模型基础.     

仿真射击训练的语音自动报靶

仿真射击训练的语音自动报靶系统踪合采用了光电传感、单片机控制、语音技术等多种先进技术．能够实现语音自动发送射击指令、自动报靶和人机交互对话等功能。具有成绩评定客观准确、功能强大．操作安全方便等优点,克服了传统模拟射击训练装置中辅助人员多、人工报靶中可能出现的人为因素等缺点．大大提高了训练的自动化程度,具有重要的应用价值。     

有限元仿真在枪械击发中的应用

击针在打击底火时必须具有一定的能量才能可靠地打燃底火。对于同一种枪弹而言,在不同的击发条件下,击发所需的能量也是不同的。以某枪为例,应用大型有限元分析软件对它的击发过程进行动态仿真,从而得出此枪可靠击发时击针需要具有的能量和速度,为自动武器的击发机构设计和改进提供了理论依据。     

某超高射速武器身管设计方法

超高射速武器是一种新概念武器,其显著特点是射速高。身管是其关键部件,直接制约着武器效能的发挥。为了设计合理可用的身管,首先使用matlab软件进行数值模拟,得出了在给定条件下身管的受力情况。再对各种强度理论进行分析,在此基础上,采用平均压力法来设计身管。给出了某超高射速武器身管结构尺寸的设计结果。该技术研究可为超高射速武器结构设计提供一定理论参考。     

基于图像识别的弹孔自覆式实弹射击训练系统设计

为适应实弹射击训练自动化、智能化的要求,基于图像识别技术,设计开发弹孔自覆式实弹射击训练系统,具体分析设计系统的识别算法、环数计算和自覆式幕靶循环机构.试验证明,该系统具有自适应能力强、响应时间快、识别精度高等特点,容易实现实弹射击训练自动化和现代化.     

新型射击试验用枪架设计与分析

为排除射击试验中由射手主观差异造成的射击效果差异性,设计了一种用于轻武器射击试验的新型枪架。基于国家标准和人-枪系统特点设计了枪架外形结构,通过模型仿真与真人试验的对比分析获得了枪架弹簧阻尼等系统参数。实验结果表明,该射击试验枪架与真人射手射击效果基本一致。因此采用该枪架代替真人射手进行的射击试验能够排除射手主观影响,使射击试验结果评定更具科学性。     

转管机枪外弹道特性分析与射表计算软件研究

对某转管武器外弹道特性以及身管旋转对弹道的影响进行了理论分析,并对影响因素加以修正.以弹丸外弹道微分方程为基础建立了转管武器修正的数学模型,对弹丸出膛时的运动速度进行了分析,考虑枪管坐标和地面坐标间的变换,提出了不同转速下身管旋转修正量计算的方法,为转管武器射表编制提供了技术依据.利用MATLAB软件对弹道修正的数学模型进行计算,并编译成为可执行文件,能够直接输出编制射袁所需数据.     

基于序列图像提高光斑质心定位精度

针对激光模拟射击系统对激光光斑进行快速、高精度质心定位的要求,提出了一种基于视频序列图像的光斑检测与高精度质心定位方法。该方法首先利用帧间差分图像和噪声估计参数对射击突发事件进行检测;然后利用噪声估计方法确定光斑的分割阈值,结合形态学滤波对目标光斑和背景噪声进行有效分割,提取光斑区域,同时降低窗口内外噪声。最后,用4帧差分图像合成1帧高分辨率的图像来抑制图像噪声和计算误差的影响,实现光斑质心的高精度定位。实验结果表明,本文方法的光斑质心定位精度与稳定性均优于传统的方法;其中光斑质心定位精度达到了亚像素级别,稳定性度量平均值为0.000 49,优于传统方法的0.002 97。得到的结果显示,提出的方法有助于提升激光射击系统的性能。